Клатраты гидраты газов

Образование и затем разрушение гидратов газов используются для разделения газов (углеводородов, благородных газов), соединений-изомеров. На образовании стабильных гидратов углеводородов, например пропана, и последующем их разложении основано опреснение морской воды, f aгнeтa-нием в соленую воду пропана получают кристаллы клатрата. Кристаллы клатрата выделяют, промывают и разлагают при пониженном давлении. При этом получается опресненная вода высвобождающийся пропан снова используется для образования клатрата. [c.112]

Клатраты, гидраты газов п другие соединения включения [c.41]

При внедрении в молекулярную кристаллическую решетку одного вещества молекул другого образуются соединения включения, которые называются также клатрат-ными соединениями или клатратами. Примерами клат-ратов являются гидраты газов, которые образуются за счет включения в междоузлия кристаллов льда молекул газов Аг, Хе, НгЗ, С1г и др. [c.83]

Метан — бесцветный, не имеющий запаха газ, почти нерастворимый в воде, т. кип.— 161,5 "С, т. пл.— 182,5 °С. При температуре - 0 С и более низких СН4 образует гидрат со льдом, являющийся клатратом. Если газ содержит влагу, то это при низкой те.мперату-ре может быть причиной закупорки газопровода. [c.289]

Соединения, образуемые клеточными или слоистыми структурами, состоящими из молекул одного вида или типа, внутри которых включены молекулы второго типа, описываются в литературе рядом терминов клатраты, аддукты, соединения включения, цеолиты, комплексы, комплексы включения, гидраты газа, гидраты углеводородов, слоистые соединения, межслойные сорбаты, молекулярные сита, избирательные [c.102]

Многие небольшие молекулы образуют устойчивые кристаллы с водой при низких температурах. Газовые гидраты аргона, криптона и ксенона образуются при соединении инертных газов с водой при высоких давлениях и очень низких температурах. Было показано, что они относятся к клатратным соединениям [278—287]. Все первоначальные способы получения гидратов были изучены много лет назад [78, 98, 303], однако совсем недавно Полингом и Маршем [191] был разработан метод получения клатрата гидрата хлора СЬ 6Н2О. Пирексовую трубку длиной 6 мм вытягивали в капилляр на одном конце и соединяли с баллоном, содержащим хлор. После тщательного промывания капилляр запаивали, а его конец погружали в баню с сухим льдом и ацетоном. Когда некоторое количество хлора конденсировалось в капилляре, в стеклянную трубку впрыскивали каплю воды, после чего широкий конец трубки запаивали. Чередующееся нагревание и охлаждение капилляра способствовало тщательному перемешиванию воды и хлора. Вскоре в капилляре образовывались бледно-желтые кристаллы, которые сохранялись при повышении температуры до 0°. Незначительное количество жидкого хлора также оставалось, показывая тем самым, что хлор был взят в избытке . [c.119]

Рис. 11.1. Структура гидратов, или клатратов, благородных газов. На рисунке изображены 5 из 8 полиэдров (многограиников), входящих в каждую элементарную ячейку. Внутри каждого многогранника находится атом ксенона. В каждой вершине многогранника расположено по атому ислорода, а вдоль каждого ребра располагается атом водорода, связанный водородной связью с атомами кислорода. Расчет показывает, что многогранники, входящие в каждую элементарную ячейку, образованы 46 молекулами воды. Таким образо.м,

Гидраты газов представляют собой твердые соединения включения (клатраты), в которых молекулы газа при определенных давлениях и температурах заполняют структурные пустоты кристаллической решетки, образованной молекулами воды с помощью прочной водородной связи. [c.241]

Гидраты газов и легколетучих жидкостей относятся именно к этим клатратам. Химической связи не существует между молекулами воды, образующими структурную решетку гидратов, и включенными молекулами газа. Молекулы воды при образовании гидрата и сооружении полостей как бы раздвигаются молекулами [c.5]

Природный газ в связанном гидратном состоянии характеризуется иными свойствами, чем в свободном состоянии. Гидраты газов представляют собой твердые соединения (клатраты), в которых молекулы газа при определенных давлениях и температурах заполняют структурные пустоты кристаллической решетки, образованной молекулами воды с помощью прочной водородной связи. Молекулы воды при образовании гидрата и сооружении ажурных полостей как бы раздвигаются молекулами газа, заключенными в эти полости, - удельный объем воды в гидратном состоянии возрастает до 1,26-1,32 см г (удельный объем воды в состоянии льда составляет 1,09 см /г). [c.139]

Соединения включения называют также клатратными или просто клатратами. К клатратам, например, относятся так называемые гидраты газов, которые образуются за счет включения в междоузель-ные пространства кристалла льда молекул С1г, СН 4, На5, Аг, Хе, 502 или др. В одной из модификаций льда на 46 молекул воды приходится 8 свободных полостей отсюда средний состав таких кристаллогидратов клатратного типа X 5,75 Н2О, или округленно X 6Н,0 (X — молекула гостя ). Строение газового гидрата этого состава показано на рис. 136, Встречаются также гидраты газов состава X 7,75Н20 (X 8Н.р) [c.262]

Соединения включения весьма распространены. Клатратами, например, являются так называемые гидраты газов. Они представляют собой кристаллы льда, в междоузельные пространства (см. рис. 50, в) которых включены молекулы СЬ, H2S, SO2, Аг, Хе, СН4 (или других углеводородов) и пр. По внешнему виду эти клатраты напоминают снег или рыхлый лед. Наиболее распространены гидраты газов со средним составом Х-бНаО (X — молекула гостя ). Первым был получен гидрат хлора СЬ-бНгО (Г. Дэви, 1911 г.) при охлаждении насыщенного хлором водного раствора. Этот клат-рат представляет собой желтые кристаллы, которые разлагаются при 9,6° С. [c.111]

Вода способна соединяться с рядом веществ, находящихся при обычных условиях в газообразном состоянии, образуя при этом так называемые гидраты газов. Примерами могут служить соединения Хе-бНзО, СЬ 8Н2О, СгНе 6Н2О, СзНа 17Н2О, которые выпадают в виде кристаллов при температурах от О до 24°С (обычно при повышенном давлении соответствующего газа). Подобные соединения возникают в результате заполнения молекула.ми газа ( гостя ) межмолекулярных полостей, имеющихся в структуре воды ( хозяина ) они называются соединениями включения или клатратами. [c.215]

Клатраты могут образовывать широкий класс соединений. Так, например, ряд газов и низкокипящих жидкостей образует с водой клатраты, которые обычно называются гидратами газов и гидратами жидкостей . Способность к гидрато-образоваиию используется, в частности, для опреснения морской воды при помощи различных водонерастворимых холодильных агентов (пропана, фреонов н др.), образующих с водой кристаллические комплексы при значительно более высоких температурах, чем при вымораживании. Разлагая эти комплексы нагреванием, получают пресную воду и регенерированный хладоагент. Известны также металлоорганические соединения, образующие клатраты, которые могут быть использованы для разделения ароматических смесей. С помощью тетра-(4-метил-пиридин)-тио-цианида никеля можно извлекать п-ксилол из смеси его изомеров. [c.724]

Вторым, очень важным, классом клатратов являются гидраты газов. Когда вода затвердевает в присутствии некоторых газов атомного или молекулярного (небольшой массы) строения, а также некоторых веществ, подобных СНС1д, которые при комнатной температуре являются летучими жидкостями, то образуется один из нескольких типов [9] очень открытой структуры, в которой имеются клетки, заполненные газом или другими посторонними молекулами. Эти структуры гораздо менее плотны, чем обычный лед, и по сравнению со льдом в отсутствие посторонних молекул неустойчивы. Существуют две обычные структуры газового гидрата, обе кубические. В одной единичная ячейка содержит 46 молекул воды, соединенных так, что образуется шесть средних и две маленькие клетки. Эта структура реализуется, когда включаются атомы (Аг, Кг, Хе) или относительно небольшие молекулы (С1,, 50. , СН3С1) при давлении газов больше чем 1 ат. Если же атома.ми или молекулами X [c.43]

Клеточные структуры наблюдаются в хнноловых клатратах, в клатратах аммиаката цианистого никеля, в гидратах газов и, возможно, в клатратах, образуемых соединениями Дианина [51]. [c.103]

В настоящее время имеется широкая гамма клатратообразующих веществ для самых различных областей применения в иефтеперераба тывающей и нефтехимической промышленности. Для извлечения различных углеводородов из природного газа можно применять воду, образующую с ни.ми клатраты (так называемые гидраты), Клатратное соединение метана с водой можно хранить при более высокой температуре и меньшем давлении, чем метан. Для обезвоживания природного газа можно использовать различные высокоэффективные твердые осушители, например некоторые избирательные адсорбенты типа силикатов. Такие компоненты нефтезаводских газов, как азот, двуокись углерода или метан, можно связывать в виде клатратов с хинолом или циклодекстрином или при помощи цеолитов. Различные газы. можно хранить в виде клатратов с хинолом или цеолитами или в виде гидратов газа для последующего использования их в химических или физических целях, например для перемешивания. Ряд углеводородов, например пропан, можно также использовать в процессах опреснения морской воды методом клатратообразования [c.104]

Клатратные структуры были впервые обнаружены [33] методом рентгеноструктурного анализа. В этой работе сообш,ается обнаружилось, что молекулы двух веществ могут быть прочно соединены между собой без участия больших сил притяжения между ними, но в результате включения одной из них внутри другой или обеих друг в друге или еще более сложными способами . Согласно другому описанию [34], клатрат представляет собой однофазное твердое вещество, состояш,ее из двух различных компонентов хозяина и гостя молекула гостя удерживается в замкнутых полостях или клетках, образуемых кристаллической структурой хозяина. Обычно такую клетку или полость и заключенную в ней молекулу (или молекулы) рассматривают как элемент структуры. Этот автор отмечает также, что другие вещества, например аддукты, образуемые мочевиной, и комплексы, образуемые цеолитами, структура которых имеет форму открытых с обоих концов каналов, называют иногда клатратами. Однако точнее применять термин клатраты только для трехмерных замкнутых структур. Превосходным примером клатратов могут служить широко известные гидраты газа, в частности, получаемые следующим способом 46 молекул воды образуют кристаллическую решетку с восьмью каналами , вмещающими по одной молекуле метана таким образом, средняя формула гидрата газа СН4-5,75 Н2О. [c.324]

Гидраты газов и легколетучих жидкостей относятся именно к этим клатратам. Химической связи не существует между молекулами воды, образующими структурную решетку гидратов, и включенными молекулами газа. Молекулы воды при образовании гидрата и сооружении полостей как бы раздвигаются молекулами газа, заключенными в эти полости, удельный объем воды в гидратном состоянии возрастаег до 1,26-1,32 см /г (удельный объем воды в состоянии льда 1,09 см /г). [c.242]

Гидраты газов (клатраты). Многие газообразные вещества, к числу которых относятся инертные газы (Аг, Хе, Кп), некоторые углеводороды (СН4, СгНд), галогены (С1г, Вгг) и другие соединения (например, Ср4, РНз, НгЗ, НгЗе и СНзС1), дают с водой при низких температурах (а иногда лишь при высоких давлениях) неустойчивые кристаллы, которые при нагревании или понижении давления быстро разлагаются. Устойчивость гидратов инертных газов возрастает с увеличением атомного веса [c.336]

Гидрохиноновым клатратам благородных газов приписывается формула Х-ЗСбН4(ОН)2. Клатраты с наиболее высоким содержанием благородных газов получаются при кристаллизации гидрохинона из неводных растворов при наибольших растворимостях газов [128]. Попытки приготовить клатраты гидрохинона с гелием и неоном оказались безуспешными. Гидраты благородных газов и соединения с фенолом также следует отнести к классу клатратных [129]. [c.82]

Ряд газов и легкокипящих жидкостей способны к образованию клатратов с водой ( гидраты газов ), к-рые являются второй разновидностью решетчатых С. в. Нек-рые из таких клатратов плавятся и разлагаются при г°>0°. Соотношение включаемое вещество— вода колеблется от 0,15 до 0,05 и уменьшается с увеличением размеров включаемых молекул. Гидраты газов образуют кубич. кристаллич. решетку двух размеров. В решетке меньшего размера на 46 молекул воды имеется 8 клеток, причем 6 из пих большего размера и 2 — меньшего. Это дает возможность получать двойные гидраты с двумя видами молекул разных размеров (Аг, HjS, СН и СгНд, SOj, Oj). В решетке большего размера па 136 молекул воды имеется 16 маленьких и 8 больших клеток. [c.477]

Несколько иной подход к объяснению свойств растворов неэлектролитов был предложен Клаузеном и Полгейзом [79] и Глу и Мелвин-Хьюзом [80]. Они предположили, что в водных растворах может существовать усредненная по времени клатратная структура, подобная структуре гидратов газов. По мнению Вена и Сайто [81], аналогичная картина справедлива и для больших по размеру солей тетралкиламмония. В соответствии с этим предположением авторами было найдено, что парциальный моляльный объем (н-Ви)4МВг проходит через минимум при соотношении в растворе молекул воды и соли, приблизительно равном их соотношению в клатрате твердых гидратов соли. Недавно Глу с сотрудниками [82] получил дальнейшее подтверждение этих представлений, показав, что парциальный моляльный объем многих водных растворов неэлектролитов проходит через минимум, в то время как активность воды и химический сдвиг ядерного магнитного резонанса (ЯМР) проходит через максимум при приблизительном совпадении количества молекул воды, приходящихся на каждую молекулу неэлектролита с координационным числом соответствующей твердой соли гидрата. [c.23]

Установлено, что молекулы воды образуют полиэдрический каркас (т. е. решетку хозяина), в котором имеются полости. Эти полости могут занимать молекулы газов (молекулы-гости). Молекулы-гости связаны с каркасом хозяина ван-дер-ваальсов-ским взаимодействием. Следовательно, гидраты газов относятся к клатратным соединениям (или соединениям включения [27]). В дальнейшем термины клатраты и гидраты газов рассматриваются фактически как синонимы. [c.5]

Клатраты в природе часто выполняют роль естественного хранилища газов. Так, советскими учеными (А. А. Трофимук и др.) в районах вечной мерзлоты обнаружены на значительной глубине в недрах земли твердые газовые гидраты метана — важный источник ценного сырья. [c.263]

Вода способна образовывать соединения е рядом веществ, находящихся при обычных у< ловия х в газообразном состоянии и обычно не обладающих большой химической активностью. При мером могут служить гидраты Хе-бНоО, СН4-6Н20, sHj l IBHgO. Такие соединения образуются в результате заполнения молекулами газа межмолекулярных полостей, имеющихся в структуре воды, и называются соединениями включения, или к л а -тратами. Клатраты — неустойчивые соединения и могут существовать при сравнительно низких температурах. [c.212]

Долгое время считалось, что атомы благородных газов вообще неспособны к образованию химических связей с атомами других элементов. Были известиы лншь сравнительно нестойкие молекулярные соединения благородных газов — иапример, гидраты Аг-бНаО, Кг-61-120, Хе-бНгО, образующееся при действии сжатых благородных газов на кристаллизующуюся переохлажденную воду. Эти гидраты принадлежат к типу клатратов (см. 72) валентные связи при образовании подобных соединений не возникают. Образованию клатратов с водой благоприятствует наличие в кристаллической структуре льда многочисленных полостей (см. 70). [c.668]

В TexHOJjofHH неорганических веществ-большое, значение имеет конверсия метана, лежащая в основе процесса промышленного получения водорода. При температуре около 0°С и более низкой СН4 образует гидрат со льдом, являющийся клатратом. Содержание СН4 в нем близко к СН4-5,75 Н2О [(СН4)8(Н20)4в]. Возможность образования данного соединения следует учитывать при эксплуатации газопроводов—если газ содержит влагу, то при низкой температуре происходит закупорка газопровода гидратом. [c.357]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология